[发明专利]一种适用于特高压换流变压器绕组内部局部放电定位方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于输变电设备技术领域，特别涉及一种±1100kV大容量特高压换流变压器绕组内部局部放电定位方法及装置，适用于出厂或现场特高压换流变压器长时感应耐压和外施直流耐压带局部放电试验抗干扰和绕组内部放电源定位。

背景技术

随着1000kV 特高压交流输电工程的顺利开展和实施，更高电压等级直流输电技术的发展和应用成为电力新技术应用热点和电网规划的主要内容。利用±800 kV 直流研究成果，借鉴1000 kV交流特高压发展经验，直流输电系统可通过直流电压等级提高至±1100 kV来大规模增加输电容量，且选用±1100 kV特高压直流能减少建设直流工程数目、降低线路损耗、节约资金投入。

当前，准东～四川特高压直流输电工程规划2015年左右建成投产，输电电压等级为±1100kV，输电容量10000MW。直流工程送电线路起点为新疆换流站，途经新疆、甘肃、陕西、四川4省区，落点四川换流站，线路长度约2600km。特高压换流变压器是特高压换流站内最重要的设备之一，其功能是将500kV(或750kV 、1000kV)网侧交流电压通过变压器变为阀侧交流电压，经换流阀整流为±1100 kV直流传输，在运行中换流变压器阀侧绕组同时承受直流、交流、冲击、谐波等多种电压形式的叠加作用，对于绝缘耐受能力要求更高，在直流偏压情况下，设备绝缘内部空间电荷的积聚、迁移和消散特性导致换流变压器运行环境更为恶劣；在换相的瞬间或系统输送能量反相时，还要承受极性反转电压，容易造成出线装置局部电场集中，威胁设备安全。

超声波检测技术是近年来逐渐兴起的一种检测方法。在变压器中发生局部放电时，会伴随有声波能量的放出，声波在不同介质(油纸、隔板、绕组和油等)中向外传播，到达固定在变压器油箱壁上的声发射传感器，可以对局放源定位，然而放电源和传感器之间的传播路径复杂，等效传播速度难以确定，且在声发射信号在不同介质中传播会衰减等，对局放源定位造成一定困难，其中绕组内部放电无法进行定位。现场局部放电时，试品处于复杂的电磁干扰环境中，致使微弱的局部放电信号淹没在很强的各种干扰中，从而很难获得真正的有用信息，也就不能获得设备真实的绝缘状况，其可靠性、安全性得不到保证。

有鉴于此，有必要提供一种适用于特高压换流变压器绕组内部局部放电定位方法及装置，实现换流变压器长时感应耐压或外施直流耐压带局部放电试验干扰识别和绕组内部放电定位功能，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是：针对特高压换流变压器现场局部放电抗干扰能力和放电定位技术的不足，本发明提供一种特高压换流变压器局部放电抗干扰和绕组内部放电定位方法及装置，通过内置于不同绕组出线端的光纤电流传感器获取局部放电信号比例关系，并分析与外接阀侧套管、网侧套管和铁心接地的局部放电信号的关联特征，实现换流变压器现场局部放电试验中干扰信号的辨识及多柱并联网侧及阀侧放电源的定位，可有效的判别设备绝缘状况，为专家综合评估特高压换流变性能提供依据。

为实现上述目的，本发明提供一种适用于特高压换流变压器绕组内部局部放电定位装置，其特征在于，按数据流向连接顺序依次包括：DFB激光器、光纤起偏器集成模块、单相三柱并联结构传播电路、光纤检偏器集成模块、PIN光电探测器及处理模块、16通道局部放电同步检测系统、特高压换流变压器绕组内部局部放电定位系统；其中在单相三柱并联结构传播电路中，分别在铁心接地、阀侧套管、阀侧绕组、网侧套管、网侧绕组和调压绕组出线内置全光纤电流传感单元16个，并分别编号为1~16，各传感单元其具体位置如下：1为外接铁心接地光纤电流传感单元；2、3和4为三柱铁心接地出线内置光纤电流传感单元；5和6为外接阀侧套管末屏接地光纤电流传感单元；7、8和9为三柱阀侧绕组上端部出线内置光纤电流传感单元；10为外接网侧套管末屏接地光纤电流传感单元；11、12和13为三柱网侧绕组上端部出线内置光纤电流传感单元；14、15和16为三柱调压绕组上端部出线内置光纤电流传感单元；DFB激光器用于辐射出光束；光纤起偏器集成模块用于将光束变成偏振光，分别进入1至16路传感单元，其偏振态经局部放电脉冲电流产生磁场的调制后，经光纤检偏器集成模块形成与起偏器偏振方向同向和倾斜45^o夹角的两束光信号，通过PIN光电探测器及处理模块检测，并处理相应通道同向与异向光束转换的电信号，获取1~16路待测脉冲电流信号，经同轴屏蔽电缆传输至16通道局部放电同步检测系统，经初步分析并将诊断结果传输至特高压换流变压器绕组内部局部放电定位系统。